石墨烯与三明治超材料耦合作用的红外吸收增强

光电探测器在军事、通信和成像等领域具有重要作用。结合新颖的超材料微纳结构与二维材料石墨烯设计高性能光电探测器是目前相关研究中的热点内容。基于该现状,设计了一种石墨烯纳米带填充于金属/介质/金属三明治超材料的复合结构,并研究了金属/介质/金属结构中激发的磁激元共振与石墨烯等离激元杂化耦合效应。使用严格耦合波分析方法数值求解了复合结构的吸收率及电磁场分布特性,同时研究了结构参数的变化对吸收情况的影响。通过调节石墨烯化学势主动调控微纳结构的吸收特性,利用石墨烯纳米带等离激元与磁激元的强耦合效应构造可调谐的双波段吸收增强。

纳米金属粒子梯度掺杂的硅基近红外吸收增强结构

硅基光电子与CMOS工艺兼容,借助成熟的微电子加工工艺平台可以实现大规模批量生产,具有低成本、高集成度、高可靠性的优势。其中,硅基半导体探测器是目前应用最为广泛的可见光波段探测设备,将其工作频段拓展到近红外波段具有重要意义。由于硅的禁带宽度,硅基材料在近红外波段电磁波吸收存在明显限制,硅基探测器在近红外波段的应用受到挑战。根据纳米金属粒子发生局域表面等离子共振时产生的近场增强效应,提出了一种纳米金属粒子梯度掺杂的硅基结构。通过应用等效介质理论,模拟了复合硅基结构在可见光与近红外波段的吸收特性。结果表明:该结构在近红外波段具有电磁波吸收提升效果,并且当选择纳米金粒子梯度递增掺杂时,可以在610~1 450 nm波段提升吸收性能,最高提升可达到10.7 dB。所提出的结构可以有效增强硅基材料在近红外波段的吸收效率,研究结果为硅基半导体探测器在近红外波段的应用提供了重要参考。

吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢实验研究

利用固定床反应器对吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢反应进行了考察，研究了温度、甲烷流量、颗粒粒径和吸收剂种类等参数对反应过程的影响。结果表明，吸收增强式制氢反应过程最佳反应温度受热力学和动力学两方面因素影响；常压下以CaO为吸收剂时，最佳反应温度为600℃-700℃；CH。流量的选取要根据反应器内吸收剂的量与吸收增强段持续时间综合比较而定；颗粒粒径大于90μm，分析纯CaO和新型钙基CO2吸收剂CaO／Ca12Al14O33均能达到较好的吸收增强效果。

吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢循环反应模拟

吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢反应可以生成高浓度的H2和较低浓度的CO、CO2。研究建立了考虑钙基吸收剂活性下降对吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢过程影响的多次循环反应模型,在实验数据验证的基础上,计算了三种吸收剂活性下降特性对吸收增强式重整制氢过程的影响。结果表明,对于石灰石吸收剂,产生高纯H2的时间随循环次数的增加而急剧下降;白云石循环反应活性提高,产生高纯H2的时间随循环次数的增加而缓慢下降;CaO/Ca12Al14O33的循环使用次数明显大于石灰石和白云石。

CO_2吸收增强气化制备氨合成原料气的可行性

以煤和低浓度煤层气共气化制备氨合成原料气,煤层气提供合成所需的氮组分,从而取消常规制气的补氮过程或替代空气气化;采用CO2吸收增强制气,在造气工段制得φ(H2)/φ(N2)=3,φ(CO2+CO)≤0.30%,φ(H2)≥70%的粗煤气,可直接进入醇烷化或醇烃化精制岗位.为论证系统的可行性和适宜操作条件,采用热力学平衡模型分析煤气组分随制气反应条件变化的规律,提出可一步制得φ(H2)/φ(N2)=3,φ(CO2+CO)≤0.30%,φ(H2)≥70%的制气反应条件和煤层气流量;根据煤层气温度、压力与爆炸极限的关系,确定催化转化/脱氧反应器的操作参数.结果表明,以合成原料气组分衡量,基于CO2吸收增强气化的煤和低浓度煤层气制气方法可行,且有利于简化调比和气体净化过程.

透皮吸收增强剂

研究透皮吸收增强剂是开发透皮吸收剂型的重要课题之一。本文介绍了透皮吸收增强剂的要求,基本性质和目前已经使用的化合物:亚砜类,烷基氮杂环庚—2—酮,丙二醇、酰胺类,吡咯烷酮类等。同时,本文还简述了目前在发展透皮吸收剂型方面的新进展。

基于金属光栅实现石墨烯三通道光吸收增强

为了增强单层石墨烯在可见光和近红外波段的吸收效率并实现多通道光吸收.本文利用石墨烯-金属光栅-介质层-金属衬底混合结构在λ1=0.553μm、λ2=0.769μm、λ3=1.130μm三通道上提高了石墨烯吸收效率,石墨烯吸收效率最高可达41%.对3个光吸收增强通道的磁场分布分析可得它们分别源于表面等离子体激元共振、法布里-帕罗干涉腔共振、磁激元共振.经过模拟分析可知,通过调节金属光栅宽度、介质层厚度可以调谐混合结构的共振峰波长和吸收效率,而石墨烯化学势仅能对共振峰λ3的吸收效率有影响.最后优化结构参数,在最优结构参数下混合结构在3个光吸收增强通道的光吸收效率可达0.97以上,这可以作为超材料吸收器.

纳米球和核壳纳米球对有机太阳能电池光吸收增强效果的研究

研究了SiO_2纳米球、Ag纳米球、SiO_2@Ag核壳纳米球、Ag@SiO_2核壳纳米球结构分别掺杂到有机太阳能电池的活性层中对器件活性层的光捕获能力增强作用。结果显示:相较于等效的平板结构,掺杂SiO_2介质球使活性层光吸收提高了9.95%;Ag金属球则带来11.0%光吸收增强。表明在有机太阳能电池中的活性层中掺杂参数优化的金属球和介质球都能够带来活性层光吸收增强。另外,对活性层中掺杂核壳纳米球结构的研究表明:掺杂SiO_2@Ag核壳纳米球的活性层光吸收随着包覆层厚度的增加而增加,当Ag壳厚度为16 nm时,增强效果与掺杂最优的介质球的效果接近,而且两者增强谱也基本相同;掺杂Ag@SiO_2核壳纳米球结构中活性层光吸收随着介质包覆层厚度增加而减弱,当包覆层厚度为1 nm时,吸收效果与金属球相当,且吸收谱也是基本相同。通过在有机太阳能电池活性层中掺杂介质球、金属球以及核壳纳米球所带来的活性层光吸收增强效果的研究,为选择掺杂纳米球和核/壳纳米球来提高光捕获能力提供了指导。

钛钒铁间吸收增强效应研究及其校正

利用X射线荧光分析方法,采用电制冷Sic(PIN)探测器,对配制的Ti-V,Ti-Fe,V-Fe三种伪二元体系样品进行测量,得到了元素计数率归一系数(RK)与含量(WK)之间的关系曲线,对各组元素间的吸收-增强效应程度进行了定性分析。结果表明,Ti-V二元系中所表现的吸收增强效应较明显,Ti-Fe,V-Fe两种二元系中吸收增强现象不明显。同时,采用指数拟合的数学校正方法,对RK-WK关系曲线进行了拟合,从而获得元素X射线荧光计数率与含量的函数方程。利用三组Ti-V二元系样品对此方法进行检验,与实际结果相比,对Ti,V元素的相对分析误差均在0.2%以内。

不同燃料当量比条件下烟炱(soot)形态及光吸收增强效应

借助烟炱(soot)燃烧炉、扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)、气溶胶质量分析仪(APM)、三波段光声黑碳仪(PASS-3)探究不同燃料当量比(φ)条件下soot形态及光吸收增强效应.结果显示,随着燃料当量比(φ)从1.98升高至2.43,产生的soot颗粒物中非黑碳物质(nonrefractory particulate matter,NR-PM)的质量占比(RBC)从0.07升高至1.03,soot颗粒物和BC核的形状因子越低,表明soot结构更紧凑,同时BC核的形变更为显著,并且少量非黑碳物质(NR-PM)包裹即可导致BC核的明显形变.受透镜效应的影响,黑碳的光吸收增强与R BC呈正相关,当R BC从0.07增加至1.03时,相应光吸收增强从1.05增加至1.52(781 nm下);此外,棕色碳(BrC)对405 nm和532 nm下的吸光增强也有贡献,其贡献率随着R BC的增加而增大.同时,soot自身的形态对黑碳光吸收增强也存在影响,结构越紧实的soot,其黑碳光吸收增强越明显,并且越接近核-壳模型下的理论计算值.本研究表明,黑碳的形变对于其光吸收增强的影响不容忽视.

吸收增强的光栅型金属-半导体-金属光电探测器的优化设计

针对可见光通信对硅基光电探测器高响应度的要求,本文利用亚波长金属光栅的异常光学透射现象,提出一种增强与硅基CMOS工艺兼容的金属-半导体-金属光电探测器吸收的方法。采用时域有限差分法,详细分析了光栅周期、光栅高度和狭缝宽度对探测器吸收性能的影响,证明了类法布里-珀罗共振和表面等离子体激元是吸收增强的物理起源。对于波长615 nm的红光通信而言,探测器金属光栅的最佳周期、最佳高度和最佳狭缝宽度分别为580,91,360 nm。与没有亚波长金属光栅结构的探测器相比,本文设计的探测器吸收系数提高了32%。本文研究的MSM探测器结构与CMOS工艺完全兼容,有望在可见光通信芯片中得到实际应用。

结肠定向吸收增强型递送体系的创建及应用研究进展

结肠定向吸收增强型递送体系是具有突出结肠靶向黏附能力和结肠增强吸收功能的新型结肠靶向递送体系。相较传统结肠靶向递送体系,其优势在于释放位点及作用时间的精准控制、递送体系比表面积的增加以及靶向黏附效果的增强。本文综述了结肠定向吸收增强型递送体系的研究进展和评价方法,并从结肠定向吸收增强型递送体系的类型、结构、制备方法及递送物质方面介绍了其构建研究现状,并对结肠定向吸收增强型递送体系的体外、体内评价方法进行了总结,最后对其应用现状及潜在应用领域进行展望,提出将定向吸收增强型递送体系应用于食源活性物的健康效应机制解析是一种可行的创新方法。

基于Fabry-Peror腔共振的吸收增强型膜系设计

利用特征矩阵方法,研究基于Fabry-Peror腔共振原理设计膜系的吸收增强效应。研究发现这种结构可以实现特定波段激光的吸收增强,通过调整膜系结构、吸收介质的位置等因素实现较宽光谱的高吸收率,结果表明吸收介质对应波长的吸收率提高了一个数量级。

可吸收螺钉和自身增强可吸收棒对手足部骨折临床治疗的效果

目的:探讨对手足部骨折患者实施可吸收螺钉和自身增强可吸收棒治疗的临床效果。方法:选取2019年1月-2021年2月我院收治的88例手足部骨折患者为研究对象,将其随机分为对照组和研究组,每组44例,对照组实施可吸收螺钉治疗,研究组实施可吸收螺钉和自身增强可吸收棒治疗,对比分析2组临床效果。结果:研究组治疗总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组术后疼痛评分低于对照组,术后下床活动时间、住院时间及骨折愈合时间均短于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。研究组并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对于手足部骨折患者而言,可吸收螺钉和自身增强可吸收棒治疗可以提高临床效果,减轻术后疼痛,使患者术后尽早下床活动,缩短住院时间,促进骨折愈合,避免并发症发生,临床价值显著。

增强吸收光谱技术的研究进展及展望

光程吸收光谱技术是吸收光谱技术发展中的一个重要分支,近年来基于不同光源技术、吸收腔技术、探测方式的光程吸收光谱技术大量涌现。随着对探测灵敏度和吸收光程长度需求的提高,出现了基于增强吸收原理的光程吸收光谱技术,包括:积分腔光谱(ICOS)、腔增强吸收光谱(CEAS)和腔衰荡光谱(CRDS)。增强吸收光谱技术具有高光谱分辨率、高灵敏度、快速响应、便携等优势,但至今缺乏统一的概念和明确的分类依据。本文梳理了吸收光谱技术的发展历程,明确了多光程吸收光谱技术的概念。依据吸收腔内是否发生谐振吸收,提出了基于谐振原理的吸收光谱技术这一概念,分析总结了谐振吸收光谱技术的研究现状,并对这些技术在各领域的应用进行概述。最后,对谐振吸收光谱技术中关键技术的未来发展进行了展望。

CO_(2)地质封存缓释预警系统、应急系统及地面植物增强吸收系统研究

CCUS是实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择,是保持电力系统灵活性的主要技术方法,是钢铁水泥行业低碳化不可或缺的技术手段,是实现碳中和的重要技术保障。CO_(2)地质封存是CCUS技术的重要组成部分。但是CO_(2)地质封存的缓释现象是CCUS不可逾越的障碍,应构建科学合理的缓释监测预警及应急系统和最后一道CO_(2)拦截系统地面植物增强吸收系统,最大限度吸收缓释二氧化碳,同时增加土地利用收益。

腔增强吸收光谱技术研究与应用进展(特邀)

腔增强吸收光谱技术(CEAS)具有测量精度高、响应时间快、空间占用少等优势,在痕量气体检测与精密光谱测量中发挥了重要作用。本文结合计算与实验结果,阐明了腔增强技术对信号增强的共性原理及实验测量吸收系数的方法,进而介绍了几种具有代表性的腔增强吸收光谱技术,包括:相干光CEAS技术、非相干光CEAS技术及光梳相干宽带CEAS技术等。以此为基础对腔增强吸收光谱技术在大气污染检测、生物医疗传感、化学反应动力学诊断等方面的应用进行综述。最后对腔增强吸收光谱技术的未来发展进行了展望。

南京冬季气溶胶光学特性及黑碳光吸收增强效应

2016年1月1~19日在南京北郊利用三波长光声黑碳光度仪(PASS-3)对气溶胶的光学性质进行了实时在线观测,同时结合气溶胶化学组成分析了黑碳气溶胶的光吸收增强效应.结果表明,观测期间气溶胶在532 nm下的吸收系数、散射系数、单散射反照率的平均值为(64.19±35.28)Mm-1、(454.68±238.71)Mm-1、0.87±0.03,受边界层高度及颗粒物浓度的影响,呈现出明显的日变化特征.黑碳气溶胶的质量吸收截面(MAC)在观测期间的变化趋势为前期低,后期高,与非EC组分相对EC比值的变化趋势一致,受不同污染条件下二次物质的占比及覆盖物厚度变化的影响.基于MAC计算得到的405、532、781nm下的光吸收增强(EMAC)平均值分别为1.53±0.56、1.34±0.47、1.14±0.40,随着波长增加而降低,存在棕色碳(Br C)的贡献.各非EC组分相对EC的比值与EMAC均有一定相关性,其中OC/EC与EMAC相关性最高,说明有机物的积累是导致黑碳光吸收增强的主要原因.K+/EC与EMAC的高相关性表明生物质燃烧过程对光吸收增强也有一定影响.

电磁感应双光子光透明及共振吸收增强

研究了相干场控制下的电磁感应双光子光透明。讨论了外加相干场对双光子吸收特性的影响 ,分析了电磁感应双光子光透明及共振吸收增强的物理机制。应用密度矩阵方法推导出相干场作用下双光子吸收上能级粒子数的二阶近似表达式 ,同时利用微扰法在原子缀饰态表象中推导出双光子跃迁速率的解析表达式。并讨论了系统中多普勒效应的影响。

BaO半导体薄膜在外加垂直表面电场作用下的近紫外光吸收增强现象研究

通过对真空蒸发沉积制备的BaO半导体薄膜在外加垂直表面电场作用下光吸收特性的测试 ,实验上观察到BaO薄膜在近紫外波段的光吸收随电场强度的增加而明显增强 .理论分析表明 ,BaO半导体薄膜在外加垂直表面电场作用下发生能带倾斜 ,价带电子隧穿带间位垒而在带隙中出现的概率增加 ,近紫外波段光吸收增强是光子协助隧道穿越的结果 .不同能量光子激发下电场作用引起的BaO薄膜光吸收增强现象是夫兰茨 凯尔迪什 (Franz Keldysh)效应和斯塔克 (Stark)